镍基合金粉末的预变形与热处理

对镍基合金粉末进行了20%,40%,60%的预变形,并对不同变形量的粉末在1050℃,1100℃,1120℃温度下保温2h热处理.结果表明:在1050℃,形变量增至60%时,发生完全再结晶且组织均匀化程度显著增加;1 100℃时,显微组织基本上都已均匀,基体中沿再结晶晶粒的晶界均匀析出弥散分布的γ′相;1 120℃时,显微组织更为均匀,在晶界上析出粗大γ′相.     

Mn12Ni2MoTi（Al）钢中Laves析出相的演变规律

采用X射线衍射仪(XRD)、扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)、硬度测试和拉伸实验,对冷轧变形量为65%和80%的Mn12Ni2MoTi(Al)钢经745℃不同时间退火后的微观组织和力学性能进行表征,研究了Laves相的形核析出和粗化动力学特征,评估了Laves相的演变对晶粒细化的影响.结果表明:细小的六角结构(Fe,Mn)2(Mo,Ti)型Laves相在退火5min时已经大量析出;随退火时间的延长,Laves相颗粒不断长大,其体积分数在1 h内快速升高然后缓慢增加,8 h左右达到最大值,之后保持不变.Laves相优先在晶界析出,并钉扎晶界.Laves相对晶界的钉扎力随退火时间的延长先增加后降低,在退火4 h时达到最大值.另外,Laves相随着冷轧预变形量增加,其粗化速率增加,在相同退火条件下其对晶界钉扎力减小.尽管退火时间的延长或者预变形增大使得Laves相钉扎力减小,但依然能有效地钉扎晶界,阻碍晶粒粗化,这极大地提高了实验钢的热稳定性.对65%冷轧变形材料而言,8 h退火后使再结晶晶粒仍保持在亚微米级别.这种具有亚微米级晶粒的Mn12Ni2MoTi(Al)双相钢同时具有高屈服强度和良好延伸率,其强度和塑性均远高于同材质淬火马氏体钢.     

亚固溶温度热处理对 GH720Li 难变形高温合金γ相的影响

对难变形镍基高温合金 GH720Li 进行了亚固溶处理、亚固溶+单时效(650℃,24 h→空冷)或双时效处理(650℃,24 h→空冷+760℃,16 h→空冷)以及870℃时效3000 h 条件下γ相演变规律的研究。发现一次γ相受亚固溶处理影响较大,发生部分回溶的程度随固溶温度升高而增大,时效处理使一次γ相向球形或近球形转变;二次和三次γ相在亚固溶保温过程中完全回溶,在时效处理时补充析出明显且析出数量和区域随固溶温度升高而增大;870℃长期时效时,合金组织逐渐均匀,二次和三次γ相完全回溶,晶界一次γ相时效500 h 后有所粗化,合金硬度先降低而后保持不变。     

亚固溶温度热处理对GH720Li难变形高温合金γ′相的影响

对难变形镍基高温合金GH720Li进行了亚固溶处理、亚固溶+单时效(650℃,24 h→空冷)或双时效处理(650℃,24 h→空冷+760℃,16 h→空冷)以及870℃时效3000 h条件下γ′相演变规律的研究.发现一次γ′相受亚固溶处理影响较大,发生部分回溶的程度随固溶温度升高而增大,时效处理使一次γ′相向球形或近球形转变;二次和三次γ′相在亚固溶保温过程中完全回溶,在时效处理时补充析出明显且析出数量和区域随固溶温度升高而增大;870℃长期时效时,合金组织逐渐均匀,二次和三次γ′相完全回溶,晶界一次γ′相时效500 h后有所粗化,合金硬度先降低而后保持不变.     

冷变形对含铝奥氏体钢高温时效析出的影响

研究不同冷变形量(0,20%和50%)对固溶态含铝奥氏体不锈钢在650℃、时效120 h后的显微组织和力学性能的影响。研究结果表明：当冷变形量由0增加至20%时,位错密度急剧增加,而当冷变形量增加到50%时,位错密度增加缓慢。在晶内,不同冷变形量的3种样品均可见NiAl析出相,其析出数量与冷变形量成正比。当冷变形量为20%时,可使NiAl相尺寸略微细化;而当冷变形量增加到50%时,可使NiAl相的尺寸略微粗化。在晶界处,3种样品均析出较多的Cr₂₃C₆。冷变形量分别为20%和50%的样品,晶界处Laves相和NiAl相的析出量增多,但Laves相在晶内的析出量则较少。在室温时,适当的冷变形量会使实验钢的强度显著提高,进一步加大冷变形量对强度的贡献很小,但会明显削弱实验钢塑性;高温时,50%冷变形量样品的强度比20%冷变形量的样品强度低,但塑性略有提高。综上所述,当冷变形量为20%时,合金具有良好的拉伸性能。     

过热处理对单晶高温合金拉伸性能的影响

不同温度条件下，对DD6单晶高温合金保温1 h后空冷处理，以模拟合金的过热服役情况，研究了合金在不同温度过热处理后的显微组织和1 000℃的拉伸性能.结果表明，DD6合金在1 100，1 150和1 200℃过热处理后，γ''相尺寸稍有增大.1 250℃过热处理后，γ''相尺寸明显增加，尺寸极不均匀，大部分γ''/γ相界面为锯齿状.1 300℃过热处理后，少部分γ''相具有锯齿状的γ''/γ相界面，大部分为重新析出的细小γ''相.1 320℃过热处理后，γ''相全部回溶后重新析出不规则、细小的γ''相.合金在1 200℃过热处理后屈服强度和抗拉强度明显降低，其他温度下过热处理对合金的拉伸性能影响较小.这主要是因为合金在1 200℃过热处理后，γ基体通道宽度最大，而γ''相体积分数最小.     

Fe-Cu合金体系中Cu析出规律

利用扫描电镜及能谱分析研究了Fe-7.8%Cu和Fe-2.1%Cu两种合金不同温度下铜的析出分布规律,以及合金中MnS夹杂物对铜析出的影响.部分试样加热到1600℃保温20 min后直接淬火得到;其他试样1 600℃保温20 min,炉冷到特定温度再保温20 min后淬火得到.结果表明:Fe-7.8%Cu合金在1600℃下淬火,含铜相在晶界、晶内均有析出;在1200℃下淬火,含铜相沿晶界析出;而1000℃淬火则有较大尺寸的ε-Cu相沿晶界析出.Fe-2.1%Cu合金在1 600℃和1 000℃下淬火,含铜相都沿晶界析出;而800℃淬火ε-Cu相在晶内析出.合金中MnS夹杂可以作为铜析出的有效形核核心.     

X120高级管线钢再加热过程中的组织演化

利用硬度测量和金相观察,研究了X120管线钢在700℃重新加热过程中组织和性能的变化,同时利用萃取复型技术观察了其析出行为.结果显示:实验轧制的超细化组织在700℃保温过程中硬度逐渐下降,大约10h左右出现一个硬化平台,48h时硬度降低到185Hv.贝氏体组织比较稳定,保温20h可以观察到大量的多边形铁素体,48h时大部分非平衡组织均转变为多边形铁素体组织,但原奥氏体晶界依然可见.在保温10h时发现有细小的析出相存在,而48h时析出颗粒粗化.     

时效温度对Fe-Ni-Cr沉淀强化合金焊缝显微组织及力学性能的影响

采用OM、SEM等手段表征不同时效处理工艺下Fe-Ni基沉淀强化奥氏体合金焊缝显微组织;采用硬度显微仪表征时效温度对焊件力学性能的影响.结果表明:焊缝区分为垂直于焊接方向的柱状晶区和焊缝中心细小的等轴晶区,柱状晶区与等轴晶区有明显的分界线.同样保温8 h,当时效温度为640℃时,焊缝柱状晶区和等轴晶区均匀分布着细小的γ′颗粒,且晶界及晶内不存在η相的析出;随着时效温度的升高,晶界及晶内逐渐析出片状η相;当时效温度达到740℃时,晶界析出大量大尺寸片状η相.同时,γ′相的数量随着η相的析出而减少,η相的析出是以牺牲γ′相为代价的.因此,时效处理的保温温度应低于740℃.显微硬度测试结果表明,时效处理后的焊件硬度得到了显著提升.     

GH169高温合金中γ″相粗化的行为

利用透射电子显微镜，研究了ＧＨ１６９合金中γ″相的粗化长大行为，并用体扩散控制长大的ＬＳＷ理论进行对比分析。结果表明，γ″的粗化行为符合ＬＳＷ理论，ＬＳＷ理论可用来解释γ″相扩散控制的篚过程；然而高密度弥散析出有较大错配度的γ″相所具有的特殊性又决定了其颗粒大小的分布偏离了ＬＳＷ理论。     

GH720Li合金长期时效过程中γ'相演变规律

研究GH720Li合金经标准热处理(1105℃,4 h→油冷﹢650℃,24 h→空冷﹢760℃,16 h→空冷)后分别在720℃时效0~5000 h和800℃时效0~1000 h后γ'强化相的演变规律. 合金在720℃,5000 h时效后一次γ'相的尺寸、形态以及数量基本不发生变化;在720℃,200 h时效后,二次γ'相发生明显粗化;500 h后出现不均匀长大. 相应地,500 h前硬度下降速率大, 500 h后趋于平稳. 在800℃,500 h时效后,一次γ'相发生粗化;800℃,100 h时效后,二次γ'相发生明显粗化且不均匀长大. 500 h前硬度下降斜率很大,500 h后硬度仍有明显下降趋势. 720℃及800℃时二次γ'相粗化行为是以扩散控制的粗化机制为主导. γ'相平均半径与时效时间满足立方根关系,符合L-S-W ( Lifshiz-Slyozov-Wanger)理论.     

热处理对CW713R特殊黄铜组织及性能的影响

采用金相显微镜（OM）、万能试验机、维氏硬度计和磨粒磨损试验机等设备研究不同热处理工艺对CW713R特殊黄铜的微观组织、力学性能及耐磨性能的影响.研究结果表明：退火温度从200℃升高到300℃,α相呈针状析出,基体β相基本未发生变化;退火温度从300℃升高到450℃,α相长大,呈短棒状或等轴状,基体β相发生长大并粗化;退火温度从450℃升高到550℃,α相消失,转变为β相,基体β相显著粗化.α、β相含量和形态的变化必然导致其性能也随之变化,比较不同热处理工艺下的各性能指标,挤压坯小加工量延伸后进行300℃×3 h热处理,获得的材料综合性能最佳.     

高铝TRIP钢的高温力学性能

利用Gleeble3500试验机研究汽车用C-Mn-Al系TRIP钢的高温力学性能,测定了零塑性温度和零强度温度,应用差示扫描量热法测定其相变区间,采用扫描电镜和光学显微镜分析了不同拉伸温度对应的断口宏观形貌及断口附近组织组成.该钢种零塑性温度和零强度温度分别为1425℃和1430℃,第Ⅰ脆性区间为1400℃~熔点,第Ⅲ脆性区间为800~925℃.第Ⅲ脆性区脆化的原因是α铁素体从γ晶界析出,试样从975℃冷却至700℃过程中,随着α铁素体析出比例的增大,断面收缩率先减小后增大.基体α铁素体比例为8.1%时(850℃),断面收缩率降至28.9%;而拉伸温度在800℃以下时,基体α铁素体比例超过16.7%,断面收缩率回升至38.5%以上.该钢种在1275.6℃时开始析出少量粗大的AlN颗粒,但对钢的热塑性没有影响.     

2E12铝合金均匀化过程微观组织演变规律

采用SEM,EPMA,TEM和硬度测试等技术,研究2E12铝合金铸锭在均匀化过程中的非平衡相溶解、元素分布特征以及第二相析出行为。研究结果表明:合金铸锭的晶界处连续分布着粗大的α+θ+S共晶组织。合金中的Cu和Mg元素存在明显的偏析,而Mn元素分布较为均匀。随着均匀化处理的进行,合金中的粗大共晶组织逐渐溶解,Cu,Mg和Si元素逐步溶入合金基体,而Fe和Mn元素则从合金基体中脱溶。在均匀化处理过程中,合金基体中析出大量T相粒子。伴随着T相的析出,合金的硬度逐渐升高,同时电导率也明显增加。当合金于490℃均匀化1 000 h后,晶界附近出现明显的PFZ。     

Mg-6Gd-Y-0.6Zr的析出行为和力学性能

利用光学显微镜、扫描电镜、X线衍射、透射电镜等手段研究添加1％Y(质量分数,下同)对Mg-6Gd-0.6Zr 合金析出行为和力学性能的影响.研究结果表明:添加合金元素Y能大大促进Mg-6Gd合金的时效析出;具有高过饱和度的Mg-6Gd-Y-0.6Zr合金在200℃表现出显著的时效硬化现象;随着时效温度的升高,晶界周围析出相极度粗化并且β'相体积分数降低、分布不均;尤其在250℃峰时效的组织中观察到Mg-6Gd合金所不具备的β'相.200℃时效72 h后,合金获得优异的力学性能,其室温抗拉强度、屈服强度和伸长率分别为354MPa,292MPa和9.5％,250℃时抗拉强度、屈服强度和伸长率分别为307MPa,220MPa和13.6％.     

Fe-0.06C-12Cr-1.9W-0.5Mo-3.0Co-VNbN耐热钢的显微组织分析

为进一步提高铁氏体/马氏体耐热钢的高温蠕变强度,试验研究了一种含钴的新型高铬耐热钢:Fe-0.06C-12Cr-1.9W-0.5Mo-3.0Co-VNbN.采用扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)和X射线衍射(XRD)分析研究了该耐热钢在正火回火状态和650℃长期时效过程中的显微组织.结果表明:在1 100℃×1h正火处理 700℃×1h回火处理状态,钢的显微组织为板条状回火马氏体,在原奥氏体晶界和板条界上有M23C6型碳化物析出,在板条内分布有纳米尺寸的MX相;在650℃长期时效过程中有Laves相(Fe2W)和Z相(CrVNbN)析出,Laves相在原奥氏体晶界和板条界析出.钢的硬度随着时效时间的延长先增加后降低.     

均匀化处理温度对6082铝合金组织和性能的影响

采用硬度、电导率测试、金相显微镜、X线衍射、扫描电镜、透射电镜和能谱分析技术,研究均匀化温度对合金组织和性能的影响.研究结果表明:铸态合金由α-Al固溶体和非平衡共晶相组成;490～510℃均匀化,Mg2Si相从过饱和固溶体中析出,在510℃以上均匀化,随着温度的升高,Mg2Si又逐步回溶到基体中,560℃均匀化,Mg2Si相和过剩单质Si完全溶解;随着均匀化温度的升高,非平衡析出物鱼骨状共晶形态逐渐消失,针状β-AlMnFeSi溶解、断裂,转变为具有更高(Mn+Fe)/Si比值颗粒状α-Al(MnFe)Si相,析出相在高温均匀化过程中聚集、球化;560℃均匀化,析出物的连续网状结构转变成链状结构,析出物演化为等轴粒状α-Al(MnFe)Si相.均匀化过程中合金中析出弥散α-Al(MnFe)Si相;在490～560℃保温6h均匀化处理,温度升高,合金的硬度和电导率分别升高和降低.     

高温注氢对钒合金微观结构的影响

研究了500℃高温条件下注氢对V-4Cr、V-4Ti和V-4Cr-4Ti三种合金微观结构的影响。在注氢实验之前,V-4Cr合金的基体清晰干净,而V-4Ti和V-4Cr-4Ti两种合金的基体中则出现很多相互平行和垂直的针状析出相,且大部分析出相周围都存在着位错。在500℃注氢实验之后,V-4Cr合金基体中出现大量的分布不均的黑色点状缺陷和缺陷簇,而V-4Ti和V-4Cr-4Ti两种合金的基体中除产生点状缺陷外,还出现高密度的气泡,且V-4Cr-4Ti合金中气泡的平均尺寸要稍小一些。另外,V-4Ti和V-4Cr-4Ti合金基体中原有的析出相在注氢实验之后都发生不同程度的溶解。在观察V-4Cr-4Ti合金基体中气泡分布规律时发现,在距离晶界25 nm的范围内几乎看不到气泡的存在,由此推断晶界的存在可以抑制氢气泡等辐照缺陷的产生。     

热处理对挤压铸造2024铝合金组织与性能的影响

采用挤压铸造技术制备了2024铝合金管件,研究了固溶处理对析出相溶解过程的影响.结果表明:固溶处理初期,组织中θ和S相的数量逐渐减少,但在晶界的共晶相中还有一定的Cu含量;随固溶时间增加,合金基体中Cu和Mg的含量逐渐增多,晶界处的共晶相大部分固溶进入基体,合金的固溶强化作用主要来源于富Cu,Mg相的溶解.合金经过495℃固溶处理16 h+190℃时效12 h后,抗拉强度达到435 MPa,延伸率6.9%.     

含Nb钢变形后长时间等温对析出的影响

运用热模拟技术,通过硬度测量及透射电镜(TEM)观察,分析了含Nb微合金钢奥氏体变形后长时间等温对低温(525℃)回火组织及析出行为的影响.结果表明:回火1 200 min时组织几乎保持不变.硬度值在回火初期一直下降,到120 min后,开始缓慢回升,到1 200 min基本保持不变.应变诱导析出颗粒粗化后即使长时间回火,颗粒并没有明显长大.回火后期的硬度值上升是由于Nb在α湘中进一步形核长大造成的.